齊齊哈爾地下水環境影響因素分析與污染對策

張 昕

(齊齊爾市水政監察支隊，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

1 自然因素

1.1 氣象因素

1)降雨量對地下水水質動態的影響。據評價區多年氣象資料，每年的8—11月地下水位的上升，同時也引起水化學成份的變化，從歷年水化學資料比較可知，潛水高錳酸鹽指數、pH值、Fe3+、HCO3-、Cl-、酚含量偏高，是由于大氣降水滲入的溶解、溶濾所致。其中高錳酸鹽指數、Cl-、酚含量的增加，是降水溶解有機和無機物滲入造成。HCO3-含量的增加無疑是由于富含CO2的大氣降水對巖層的溶濾結果。pH值的增高與堿性氧化物的溶解和HCO3-含量較大有關。pH值的減少，地下水酸化，與水質污染有關。鈉離子的減少，未查明原因。在特定時期，潛水處于低值時期，是由于潛水補給量不足，水中化學組分處于濃縮時期，水中氧化作用減弱，造成潛水的溶解性總固體及部分離子K+、Na+、Ca2+、Fe3+、Mn2+、SO42-、NO3-等含量有所增高。從區域水化學成份的動態變化可知：在雨水充沛時期大氣降水固然有溶解溶濾作用，而使潛水化學組份含量增大，但隨著大量低礦化淡水的滲入，交替作用增強，致使潛水化學組份被稀釋，故在雨水充沛時期大部分離子含量較低。

2)蒸發、相對濕度、溫度的影響。4、5月份，蒸發量偏大，相對濕度較小，應有利于潛水各種組份的濃縮富集，但由于此時區內大部分土壤凍結層尚未完全融化，潛水位仍處于低值，水化學動態不易受蒸發的影響；每年6、7、8月，氣溫高、濕度大，同期潛水位偏高，濕熱環境造成潛水處于氧化環境之中，有利于各種氧化作用的進行，但總的來說，在氣象諸因素中，以大氣降水占主導地位，其它因素次之。

1.2 水文因素

評價區內潛水與嫩江水有著密切的水力聯系，潛水與嫩江水的互補關系，而引起了潛水的動態變化。對水質來說，在河谷區，潛水與江水水化學交替作用比較強烈，江水與沿江一帶潛水水化學類型基本一致。多為HCO3—Ca型水。pH均為7左右。pH值是控制地下水中砷的形態及活動性的重要因素。砷的溶解性隨著pH值的升高而增大，促進砷的解析附，進而使部分原來吸附在黏土物質或鐵錳氧化物上的砷進入地下水，導致局部地下水中砷含量偏高[1]。

1.3 地質、地貌因素

評價區地勢平坦，地表多有透水性較好的巖性分布，據地質調查資料胡屯、查罕諾一線以東地區，地表有薄層粉質黏土(下為砂、圓礫)，鹽漬土發育，以西至嫩江河谷兩側的大部分地區為透水性較好的粉土、粉細砂分布，鹽漬土不太發育。如此在降雨的影響下，使潛水中總鹽量及易溶離子K+、Na+等，出現了由西向東含量增加的變化特征。水化學類型由西向東為HCO3—Ca、HCO3—Ca·Na、HCO3—Na·Ca型水。潛水含水層中富含淤泥質粉質黏土，是造成潛水中鐵、錳及有機物含量增高的原因所在，淤泥質粉質黏土在形成時富集大量的鐵、錳物質及有機物。當它處于地下封閉的環境中，淤泥質粉質黏土中的有機物不斷分解形成還原環境，使得土壤中富集高階鐵、錳物質還原成低階鐵、錳物質。然而低價的鐵、錳物質是易溶于水的，隨著高價鐵、錳物質的不斷被還原，形成的低價鐵、錳物質逐漸向水中遷移擴散，導致潛水局部地帶鐵、錳的含量普遍升高。鐵、錳及有機物的含量分布直接受淤泥質粉質黏土的分布控制。一般在潛水含水層中，若含有淤泥質粉質黏土則附近的潛水中鐵、錳及有機物的含量九相對高，而遠離地段，含量隨之下降。地下水中較高含量的鐵元素反映了含鐵物質的存在，其對砷有強烈的吸附作用，使砷富集在含鐵物質上，導致局部砷含量偏高。而當地下水變為還原環境，隨著鐵氫氧化物的還原，吸附在其上的砷釋放到地下水中，導致局部地下水中砷含量偏高[2]。。

1.4 人為因素

區內及其周邊區域工農業發展迅速，每年都有大量的工業廢棄物和生活廢棄物排出，農藥和化肥的使用量也逐年加大。

1)工業“三廢”的影響。據齊齊哈爾市經濟統計年鑒(2015年)，區內有規模以上工業企業167個。工業三廢排放量大，并有逐年上升的趨勢(見表1)，這些廢水可通過排污水渠排入水庫，部分則通過區內工業滲坑(井)排出。資料表明，廢水中含有毒害物質COD、BOD5、SS、酚、CN、Hg、As、Cr6+、Cu、Pb、Zn、Cd、油類、硫化物、及有機物等。在通過排放途徑、介質排出時部分則滲入地下，污染地下水。

表1 1990—2015年工業“三廢”排放量統計表

區內工業固體廢棄物總堆放量達462.51×104t/a。廢棄物中有鍋爐渣、粉煤灰、鋼渣、工業粉塵、有色金屬渣、濾泥等。這些固體廢棄物均為露天堆放，部分則填坑，防滲、防風措施差，經風吹、雨淋、會把有毒有害物隨降水滲入地下，污染地下水。

據統計，區內有工業鍋爐，窯爐、煙囪、車輛，排出的廢氣量可達1676.81×108m3，廢氣中有煙塵、SO2、CO、NO等，隨降水落到地面，水溶后滲入地下，污染地下水。

2)生活廢棄物、農藥、化肥及污灌的影響。據齊齊哈爾市統計局2015年統計資料，齊齊哈爾市區現有人口132萬，若生活污水按0.05t/d·人計，排放量達6.6×104t，部分通過污水渠系排出，部分通過區內生活污水滲坑滲入地下；生活垃圾排放量為59×104t/a，而部分隨意填坑傾倒。除此，區內有旱廁若干個，大部分陳舊或沒有防滲措施，造成區內潛水細菌、NO3-含量增加。在歷年的水質檢測中發現區內的潛水硝酸鹽污染，主要是生活廢棄物所致；在市區及近郊潛水中均有細菌檢出(2012年資料)，細菌總數100個/ml，卜奎浴池高達100個/ml，大腸菌群大部分井點有檢出，一般含量<3—10個/ ml ，這說明生活廢棄物對潛水影響較大。

評價區大部分為農業區，據齊齊哈爾市2015年統計年鑒，區內農業化肥施用面積達5×104ha以上，主要施用氮肥和磷肥，平均年施用氮肥100t、磷肥100t，使用農藥主要有樂果及除草劑等。平均使用量約 100×104kg(見表2)，這些農藥、化肥的使用，除了部分被植物吸收外，部分殘留于土壤中，當降水或污灌時，隨水份滲入地下污染地下水。評價區內的潛水污染較明顯，且NO3近年來明顯高于前些年，超標面積有

所增大，即與此有關。污水灌溉、井灌水的回滲，既可造成潛水位回升的變化，也可引起水質的污染，見表2。

表2 多年城市污水排放量、化肥農藥施放量及有效灌溉面積

2 承壓水水質影響因素

2.1 天然因素的影響

主要表現為地層巖性、地下徑流的影響。

1)地層巖性的影響。區內承壓水與上層潛水有一定的水力聯系，承壓水動態是較潛水動態滯后的，其原因是由于承壓水含水層與潛水含水層之間隔水層變化較大，分布不均勻，局部有“天窗”存在，導致了潛水越流補給和滲漏補給，從而引起了水質的變化。由同位素測試可知，承壓水也是由大氣降水轉化而成，因而水質成份主要來源于地下水對巖石的溶濾作用。由于承壓水徑流滯緩，溶濾作用微弱，故使歷年水化學成份變化不大。

2)地下水徑流影響。根據水文資料，區內中、下更新統承壓水含水層導水性好，承壓水在流動過程中，一方面受上游地下徑流的補給，另一方面以排泄方式流向區外，而引起了承壓水動態的變化。

2.2 人為因素的影響

地下水長期開采導致地下水位持續下降，改變原有的水動力條件，使水質較差的第四系潛水通過天窗越流補給承壓水，從而影響地下水水質情況。在齊齊哈爾北市區，由于承壓水被長期持續大量開采，產生了水位降，目前已形成明顯的小范圍水位降落漏斗。由于水位動態的變化，水中的溶解性總固體、高錳酸鹽指數、Mn2+、Cl-、酚等其含量，豐水期高于枯水期，而K+、Na+、Fe3+、NH4+的含量則相反。

3評價區數據分析

1)由評價區地下水中單項分析結果得知，第四系上更新統孔隙潛水以NH4+超標率最高，依次是砷、總大腸桿菌、NO3-、NO2-、溶解性總固體和耗氧量超標率較低。第四系中、下更新統孔隙承壓水以氨氮、總大腸桿菌、細菌總數超標為主。

2)第四系上更新統孔隙潛水水化學類型較復雜，以HCO3-Ca·Na、HCO3-Na·Ca和HCO3-Ca型水為主，其次為NO3·SO4·HCO3-Ca·Na、Cl·HCO3-Na·Ca、HCO3·Cl-Ca·Na NO3·HCO3-Ca，多分布在城市污染嚴重區域。導致該層水質評價等級跨度較大，采用模糊數學綜合評判法、綜合污染指數法分別對地下水水質環境進行評價，通過對比分析，采用樂觀狀態與悲觀狀態分類等級，選取悲觀狀態確定等級。本次評價水體評價等級從Ⅱ類至Ⅴ類。采用內梅羅指數對區內地下水水質進行污染評價，結合區域1984年水質資料，通過區域評價圖分析，現階段水質污染分區為三個區域，水質一般區、水質較差區、水質很差區，與1984年對比少了水質良好區。

3)由于第四系中、下更新統孔隙承壓水，埋深一般>40m，封閉性好，受氣候、水文和地貌等因素影響較小，地下水徑流滯緩，為還原的水文地球化學環境，化學作用以吸附和離子交換為主，水化學成份的分布相對穩定以HCO3-Ca·Na、HCO3-Na·Ca和HCO3-Ca型水為主。由于評價區上層頂板區域性厚度不均，導致該層水體不同程度污染，但污染程度較小，水體評價等級從Ⅰ類至Ⅴ類。通過內梅羅污染評價法分析，區內第四系中、下更新統孔隙承壓水污染評價水質分級為良好型、一般型，該層水體質量良好，受污染小。

4)其中，鐵、錳、硫酸鹽和總硬度的超標倍數較大，主要的原因是由于當地的地質環境所導致的；其次污水在下滲過程中，使土地可交換的Ca和Mg溶解吸進入地下水中，而使水中的Na和K被吸附到土顆粒表面，使地下水硫酸鹽、溶解性總固體和總硬度升高。

4 影響因素分析

對于潛水動態的影響因素主要是氣象、水文因素。影響氣象的主要因素是降水。氣象因素是普遍的，水文因素的影響是局部的。人為因素主要是工業“三廢”和生活廢棄物、農藥化肥、農田灌溉和人工開采利用，而這些因素主要受局部的、小范圍的影響。對于承壓水，主要是地質、水文地質條件的影響，人為因素主要是人工開采利用承壓水。

5 對策措施

5.1 建立水質監測網，加強水質監測，發現問題及時解決

建立地下水水質監測網，逐步完善地下水監測體系，加強重點區域主要超標項目的監測，對超標項目實行動態觀察，從而進行針對性的水改工作，并系統掌握地下水水質的動態特征和污染變化，為保護該區域地下水提供科學依據。

5.2 加強飲用水源地的保護

齊齊哈爾市中心城區屬水量充沛區，因此生活供水主要為開采地下水供應的，部分地區為地表水供應。因此對于飲用水源地，在其保護范圍內禁止設置廢渣堆場、有害化學品堆棧或倉庫等。

城區外圍村屯地下水質污染指標主要問題是菌落總數，因此要注意衛生防護，在供水設施周圍不得設有化糞池和生活垃圾等污染源。加強消毒工作，改善飲水的衛生質量。

5.3 加強地下水保護

經本次分析，齊齊哈爾市中心城區地下水質現狀為較差，加強地下水的保護不容忽視。因此，要求工農業用水要合理布局和合理選擇水源。從水質考慮，地下水上游水質較好，下游礦化度較高，水質較差。在利用方面，應優先考慮把上游、中游 做為生活用水和農業用水的主要來源。工業布局應設在灌溉區和城市的下游，應以開發潛水層為主。由于評價區地下水開采較集中，所以不僅要建立統一的地下水管理機構，而且要制定出統一的地下資源開發和污染控制規劃，同時還要制定出相應的經濟政策法規對各類污染地下水資源的行為采取經濟制裁。這樣不僅能防止出現對地下水無節制地開采而造成地下水資源的破壞而且能減少控制地下水的污染。

5.4 加大宣傳力度，提高公眾環境意識

可通過電視、廣播、報紙等信息媒體和培訓班等不同宣傳手段，宣傳國家制訂、頒布的一系列有關水污染防治的法律法規、地下水損耗，全面提高人民對地下水污染危害的認識，提高公眾環境參與意識，增強全民環境保護意識，增強公眾環境優患意識，從自身做起，節約糧食及能源，節約用水。通過增強決策對地下水污染防治的重要性認識和提高領導層的環境保護意識，從而使他們在資金、政策等方面給予支持，并加強污染源監管的力度。要讓全國人民充分認識到，水資源是關系到一個國家、一個民族否持續健康生存和發展的大問題。

5.5 控制污染源的排放

在農業中使用現代科學的耕作方式以及高效的灌溉技術。避免化肥、農藥過剩，要科學合理的施肥施藥技術。既不會造成資源的大量浪費，又不會嚴重污染地下水，既增產高產，又能少污染環境；對于農業的灌溉，應采用高效的灌溉技術，如滴灌和噴灌，不僅能達到節約用水的目的，還能減少灌溉污水對地下水的污染。

在工業中采用不用水或少用水的工藝流程和設備，不用或少用易產生污染和原料投入生產中；鼓勵工業用水循環利用，有效地減少污水量的排放；嚴格控制工業體系中廢棄物和廢水的排放標準，不達標絕不允許排放。

5.6 建立聯合生產體系

聯合生產是在一個整體生產過程中可加工多種產品，它可達到物料綜合利用和化工過程相互利用的效果。從理論上講，物料可以全部被利用，將產生污染物的量降到最低，這既提高了原料的利用率又保護了環境。

6 結 語

地下水污染是全人類面臨的迫切需要解決的問題之一，為了保護地下水資源，使其免受或少受污染，只有加強政府的監督管理力度和政府領導的責任心，才能使保護環境和環境法規得以實現。對于產生地下水污染的各種污染途徑，政府部門要定期有計劃的監督管理。利用3S技術與地下水水質監測方法相結合，建立與地理信息系統相結合的評價系統，可以更好的保護和利用地下水資源，還能做好合理開發地下水的規劃。同時要采取有效的預防和治理措施。如果人人都行動起來，則人類不會因最終干渴而焦慮了。